El vaquero Woody y los demás juguetes de un niño llamado Andy siguen viviendo y disfrutando de cada día. Pero, de repente, todo cambia cuando un astuto coleccionista secuestra a Woody. Resulta que Woody es un juguete muy valioso de la colección, por el que un museo japonés de juguetes está dispuesto a pagar una enorme suma de dinero. En la casa del coleccionista, encuentra a sus parientes. Mientras tanto, los juguetes, encabezados por Buzz Lightyear, se lanzan a rescatar a Woody.
Woody descubre su famoso pasado, mientras que Buzz y los demás juguetes recorren un camino peligroso y lleno de obstáculos. Ante Woody se plantea una pregunta difícil: ¿cuál es su destino? ¿Brillar en la vitrina de un museo o regresar con su querido dueño.
